Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ (стр. 28 )

Е.1 Определение по постоянным цепи

Коэффициент мощности определяют как отношение активного сопротивления R к полному сопротивлению Z испытательной цепи при коротком замыкании.

Значение R измеряют при постоянном токе. Если цепь включает трансформатор, то сопротивления R1 первичной цепи и R2 вторичной цепи измеряют отдельно и значение R рассчитывают по формуле

R = R2 + R1K2,  (E1)

где К - коэффициент трансформации трансформатора.

Полное сопротивление Z, равное Е/Iо. п, определяют по осциллограмме, как показано на рисунке Е.1

Е.2 Определение по затуханию апериодической составляющей

Для этого метода снимают осциллограмму тока короткого замыкания с апериодической составляющей и применяют формулу

ia = iн. аe-Rt/L,  (E.2)

где ia - значение апериодической составляющей в выбранный момент времени;

iн. а - начальное значение апериодической составляющей;

L - индуктивность испытательной цепи;

t - время, отсчитанное от начала короткого замыкания;

е - основание натуральных логарифмов.

Из указанной формулы определяют значение R/L следующим образом:

а) измеряют значения iн. а в момент начала короткого замыкания и ia в момент времени t1, выбранный до момента расхождения контактов;

б) определяют значение e-Rt/L путем деления ia на iн. а;

в) из математической таблицы значений е-x определяют значение x, соответствующее частному от деления ia на iн. а;

г) значение x, определяющее собой Rt1/L делят на t1 (в секундах) и вычисляют значение R/L.

Угол j определяют из выражения j = arctg 3,14 L/R, после чего находят cos j.

Этот метод не применяют, если токи измеряют с помощью трансформатора тока.

Е.3 Определение при помощи вспомогательного генератора (пилот-генератора)

Если имеется вспомогательный генератор, установленный на одном валу с испытательным генератором, напряжение этого генератора, записанное на осциллограмме, сравнивают по фазе сначала с напряжением, затем - с током испытательного генератора.

Разность между фазными углами напряжений вспомогательного и главного генераторов с одной стороны и между фазными углами напряжения вспомогательного генератора и тока испытательного генератора с другой стороны определяет фазный угол между напряжением и током испытательного генератора, по которому может быть найден коэффициент мощности.

0844S10-03568

Полное сопротивление контура

где Е - ЭДС схемы в момент размыкания контактов;

Iо. п - ток отключения;

I - начало короткого замыкания;

II - момент размыкания контактов;

III - момент отключения тока;

А - длина отрезка параллельного оси ординат, ограниченного огибающими ЭДС и проведенного в месте, соответствующем моменту начала возникновения тока КЗ;

B - длина отрезка параллельного оси ординат, ограниченного огибающими ЭДС и проведенного в месте, соответствующем моменту размыкания контактов;

С - длина отрезка параллельного оси ординат, ограниченного огибающими тока и проведенного в месте, соответствующем моменту начала возникновения тока КЗ;

D - длина отрезка параллельного оси ординат, ограниченного огибающими тока и проведенного в месте, соответствующем моменту размыкания контактов;

F - отрезок, соответствующий полупериоду ЭДС в заданном масштабе;

G - отрезок, соответствующий длине полупериода тока, в котором произошло размыкание контактов

1 - Определение полного сопротивления схемы испытаний

Приложение Ж
(обязательное)

Метод определения пика собственного ПВН с учетом влияния пика гашения

При использовании указанного в 9.6.5.9, перечисление а), метода определения формы кривой собственного ПВН испытательной цепи необходимо учитывать влияние пика гашения на значение пика восстанавливающегося напряжения и соответственно обработать результаты измерения на осциллографе для получения значения Uмакс, подлежащего сопоставлению с нормированным значением Uc.

Если значение пика гашения не превышает 10 % измеренного на осциллограмме пика восстанавливающегося напряжения, то для одночастотного ПВН, а также для многочастотного ПВН, если в нем преобладает составляющая основной частоты, может применяться следующий способ определения Uмакс.

На осциллограмме (см. рисунок Ж.1) измеряют отрезки А, В и С и с учетом масштаба mU, рассчитывают Uмакс по формуле

Uмакс = АВ mU /(В + С).  (Ж.1)

Если при расшифровке осциллограммы возникают трудности с определением величины отрезка B, то допускается применять формулу

Uмакс = (А - KаC)mU,  (Ж.2)

где Kа - значение коэффициента по 6.6.3.1

0844S10-03568

u1, I1 - напряжение и ток в опыте; u, I - собственное ПВН и ожидаемый ток; uв - возвращающееся напряжение

1 - Осциллограмма для определения пика восстанавливающегося напряжения

Приложение И
(рекомендуемое)

Примеры схем формирования кривых ПВН

Примеры схем формирования ПВН, определяемого четырьмя параметрами, в соответствии с 9.6.5.1 приведены на рисунках И.1 и И.2. Примеры схем формирования ПВН, определяемого четырьмя параметрами, для случаев, предусмотренных 9.6.5.4, приведены на рисунках И.3 и И.4.

На рисунках И.1 - И.4 штрих-пунктирными линиями обозначены схемы формирования ПВН.

Обозначения на рисунках И.1 - И.4:

L0 - индуктивность короткого замыкания схемы испытаний;

ИВ - испытуемый выключатель;

L, L1, R, R1, С, С1 - реакторы, резисторы и конденсаторы (соответственно) схем формирования ПВН.

В таблицах И.1 - И.2 приведены формулы для выбора значений элементов схем формирования ПВН. Каждая схема дает определенное значение запаздывания td, которое определяется, в основном, выбором значения сопротивления R1. Значение td может увеличиваться за счет емкости, параллельной испытуемому выключателю (сумма собственной емкости испытательной установки и дополнительных конденсаторов). Емкость, обеспечивающая требуемое значение td, может оказывать влияние и на другие характеристики кривой ПВН. В этом случае значения элементов схем формирования ПВН должны быть откорректированы при окончательной наладке схемы испытаний

При применении формул, приведенных в таблицах И.1 - И.2, используются следующие единицы: напряжение - в киловольтах, ток - в килоамперах, индуктивность - в миллигенри, емкость - в микрофарадах, активное сопротивление - в омах, скорость ПВН (S) - в киловольтах в микросекунду.

0844S10-03568

1

0844S10-03568

2

0844S10-03568

3

0844S10-03568

4

1

Ток отключения Iо. ном, %	Номер рисунка	Расчетные формулы для параметров
L, мГн	R, Ом	С, мкФ	L1, мГн	R1, Ом	С1, мкФ
60 (KA = 1,5) (td = 0,051t1)	И.1	-
60 (KA = 1,5) (td = 0)	И.2
100 (KA = 1,4) (td = 0)	И.1	-
100 (KA = 1,4) (td = 0)	И.2

2

Ток отключения Iо. ном, %	Номер рисунка	Расчетные формулы для параметров
L, мГн	R, Ом	С, мкФ
60 (KA = 1,5) (td = 0)	И.3	-
60 (KA = 1,5) (td = 0)	И.4
100 (KA = 1,4) (td = 0)	И.3	-
100 (KA = 1,4) (td = 0)	И.4

Пример - Расчет элементов схемы формирования ПВН, приведенной на рисунке И.2, при испытаниях выключателя с номинальным напряжением 220 кВ на отключение номинального тока отключения 40 кА.

Определение возвращающегося напряжения Uвп и индуктивности короткого замыкания L0:

0844S10-03568

0844S10-03568

где ωn - круговая промышленная частота.

В соответствии с формулами, приведенными в таблице И.1 (нижняя строка), определяем элементы схемы формирования ПВН, показанной на рисунке И.2:

0844S10-03568

0844S10-03568

0844S10-03568

0844S10-03568

0844S10-03568

0844S10-03568

Требуемое значение td - 2 мкс. В соответствии с выражением (13) определяют суммарную емкость С, которую необходимо подключить параллельно контактам ИВ:

0844S10-03568

В верхней части рисунка И.5 приведена расчетная кривая ПВН. В нижней части рисунка И.5 - ее начальная часть. Размещение параллельно контактам испытуемого выключателя дополнительной емкости 0,0178 мкФ потребовало корректировки значений элементов: С, С1, и R1. В результате С = 0,205 мкФ, С1 = 1,10 мкФ, R1 = 60 Ом. Остальные элементы остались без изменений. Параметры кривой ПВН соответствуют требованиям настоящего стандарта.

0844S10-03568

5

Библиография

[1] ПБ 10-115-96 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 18.04.95 № 20)

Ключевые слова: выключатель, высокое напряжение, включение, отключение, изоляция, технические характеристики, испытания

0844S10-03568

0844S10-03568